最近，有个团队利用多元素催化剂把废弃塑料变成了有用的化学品，看来很有可能实现新型回收和节能制氢。这个研究大概1554字，读起来只要6分钟。文章主要讲的是这个研究团队选了锰、铁、钴、镍和铜这些基本元素，做成多元氧化物（HEO），然后通过一步法给它们引入硫，就合成了多元氧硫化物（HEOS）。他们用这个催化剂给塑料水解出来的乙二醇分解成甲酸，同时还能降低析氧反应的电压，实现节能制氢。这个过程里用了新开发的催化剂成功把塑料里的PET转化成甲酸。跟传统工艺比起来，新催化剂价格便宜、选择性高、耐久性好还省能源。除了生成甲酸，这个过程还能搞到低能耗制氢。 废弃的塑料尤其是PET对环境压力挺大的，但通过水解得到的乙二醇（EG）可是很有用的原料啊。以前搞乙二醇的电化学氧化一般都得用很贵的铂催化剂，而且费电得很，所以急需要找个更便宜、更耐用又省事的东西代替铂。研究团队就在多元氧化物里加硫元素，弄出了一种叫HEOS的新型催化剂。结果证明这个东西在电化学氧化EG的时候表现得不错，主要产物就是那种贵又有价值的甲酸。 研究人员还发现这个反应可以替换掉水电解里的析氧反应（OER），能让电池电压大幅下降。这就意味着不用费太多电就能得到氢气啦。 开发的这个技术不光能把废弃塑料变成值钱的化学材料（upcycling），还能帮我们省点电费制氢呢。而且这个催化剂是在常温常压下做出来的，容易大规模生产。未来如果能跟可再生能源结合一下，那对循环型化学制造和清洁能源社会都有好处哦。 研究人员选了锰、铁、钴、镍和铜这些基本元素做HEO，然后把硫给加进去就合成了HEOS。从扫描电镜照片看出来这些元素混得挺均匀的。硫跟金属之间形成了共价键作用稳定住了氧空位，还让过渡金属保持高价态，形成了有利于EG里碳-碳键断裂的电子状态。 在实验室里测试的时候发现HEOS对EG的电化学氧化最高有84.6%的法拉第效率呢！产生甲酸的过程特别干净副产物几乎测不到。把碱水解后的废弃PET用来做实验也表现得很稳定！ 大家还在两个电极体系里测试过，结果也不错！以前做水电解要1.57 V才能跑起来（1 M KOH），现在用EG只要1.37 V就成了！ 实际运行的耐久度也挺给力，在H型电池里跑了20小时还是保持了差不多92%的活性哦！ 研究人员做了同位素实验和DRT分析发现HEOS里面晶格氧介导机制（LOM）跟吸附氧机制（AOM）同时存在呢！通过硫元素稳定化的氧空穴跟多价过渡金属中心合作加速了氢原子移动（HAT），通过短寿命的中间高效切断碳键生成甲酸。 这技术挺有前景的未来可以应用于连接化学产业与可再生能源的下一代电解工艺啊！以后不用焚烧废弃塑料啦而是把它变成值钱的化学品还能省下制氢用的电呢！ 希望今后能优化催化剂组成评估含杂质实际废弃塑料原料的适用性推进持续运行型电解池的应用吧！